[发明专利]基于荧光强度比与热辐射温度特性的高温光纤测温装置

说明书

本发明涉及一种基于荧光强度比与热辐射温度特性的高温光纤测温装置，包括激光器、光模块、光谱仪、光功率计、控制终端、第一感温探头芯和第二感温探头芯；所述第一感温探头芯通过传输光纤与光模块相连；所述光模块还与激光器和光谱仪分别连接；所述第二感温探头芯通过传输光纤连接到光功率计；所述控制终端与光功率计。本发明能够实现从常温到1100K高温的测量。

技术领域

本发明涉及测温领域，具体涉及一种基于荧光强度比与热辐射温度特性的高温光纤测温装置。

背景技术

温度测量在科学研究和我们的生活中随处可见，温度的测量与控制不论是在工业领域，民用领域或者军用领域都有着重要的作用。温度的检测与控制直接与安全生产，产品质量，生产效率，节约能源等重大指标相联系。作为检测类仪表之一的温度传感器越发受到人们的重视。特别是光纤温度传感器因其特性受到人们的广泛关注与研究。光纤温度传感器凭借其体积小，可挠性好，抗电磁干扰，直接接触，高灵敏度，可在强电场，强磁场，超高温和和辐射等等恶劣环境正常工作等优点受到人们广泛关注与研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于荧光强度比与热辐射温度特性的高温光纤测温装置，能够实现从常温到1100K高温的测量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于荧光强度比与热辐射温度特性的高温光纤测温装置，包括激光器、光模块、光谱仪、光功率计、控制终端、第一感温探头芯和第二感温探头芯；所述第一感温探头芯通过传输光纤与光模块相连；所述光模块还与激光器和光谱仪分别连接；所述第二感温探头芯通过传输光纤连接到光功率计；所述控制终端与光功率计。

进一步的，还包括半铜管，用于承载两个感温探头芯。

进一步的，所述传输光纤采用普通石英光纤，并包裹有高温胶。

进一步的，所述激光器为980nm激光器，作为荧光强度比值测温的泵浦光源。

进一步的，所述感温探头芯为烧制成的柱体荧光材料与打磨光滑的光纤耦合良好后用陶瓷管封装，采用的封装粘合剂为耐高温胶。

进一步的，所述感温探头芯制备方法，具体如下：

步骤S1：按预设比例称量氧化钙，氧化钨，氧化铒，氧化镱，放置于研钵中混合；

步骤S2：对研钵中的混合粉末研磨处理，使得氧化钙，氧化钨，氧化铒，氧化镱充分接触；

步骤S3：将研磨好的粉末装入陶瓷管中，压实后将陶瓷管放置于高温炉中，准备煅烧；

步骤S4：煅烧后，冷却至常温，将陶瓷管中的圆柱形固体荧光材料取出，然后稍微打磨至预设尺寸；

步骤S5：将打磨好的圆柱形荧光材料装入同尺寸的陶瓷管中，然后将研磨好的光纤一端插入陶瓷管中，抵住圆柱形荧光材料，然后用高温胶将探测头粘合，使得光纤与圆柱形荧光材料耦合良好。

进一步的，所述光纤另一端制作成连接头。

进一步的，所述控制终端接发收激励光和荧光的模块由PIN电路组成，由LED灯发出激励光传输至荧光探测头再由传输光纤传输回模块，计算荧光寿命，并根据荧光寿命与温度之间的关系式得到温度。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明采用直接接触法测温以及所采用的材料发光效率较高，通过光纤传递信号，所需激光器泵浦功率较小，安全高效；

2、本发明测温范围大，使用范围广泛；

3、本发明测温灵敏度高，能够在各种恶劣环境中测温而不受电磁干扰，极大的提高了测温的准确度；

4、本发明体积小而轻便，能够实现定点局部精确测温。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的装置图；